一种基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统-凯发k8娱乐

本发明涉及一种基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，属于复合材料生产。

背景技术：

1、复合材料由于其轻质高强的特点，在多个行业得到了广泛的应用。复合材料固化成型过程涉及树脂基体的流动与纤维网络的压实，其对复合材料制件的力学性能、缺陷形成等方面有着直接影响，因此需要对复合材料制件固化过程进行观察与记录，并依此开展工艺优化等工作。

2、目前的复合材料固化监测装置有以下两类：（1）用于直接观察树脂流动前沿的变化来进行树脂流动观察的监测装置，如专利cn 218382257 u ；（2）复合材料制件内部预埋传感器，在固化过程中通过记录树脂流动过程中传感器的信号变化，再通过换算分析树脂流动的参数的监测装置。现有的两类装置都存在各自的局限性，观察具有树脂流动前沿的装置不适用于预浸料成型工艺；传感器记录法只能间接测量树脂流动的参数变化，而无法反映树脂流动的实际形态，同时预埋传感器会对制件本身性能产生影响。基于预浸料成型工艺的复合材料制件具有高性能、低缺陷的特点，在复合材料承力构件上广泛应用，而树脂基体的流动与纤维网络的压实对其性能、缺陷影响巨大，因此需要采用新的系统或装置来监测预浸料成型工艺的复合材料制件固化时的树脂及纤维形态变化。

技术实现思路

1、本发明针对以上待解决的问题，提供一种基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，通过观察机构与监测设备的配合在不影响复合材料固化成型工艺及复合材料制件性能的条件下，通过非破坏性方法对基于预浸料成型工艺的复合材料固化过程中树脂流动、纤维压实行为等进行图像、视频记录。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供种一基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，包括观察机构、监测设备及固化成型机构；

3、所述观察机构包括载物台和多个观察窗，载物台上设计有相互垂直的两条燕尾槽，载物台放置在固化成型机构的工作台上，每个观察窗包括透明片及设置在对应的透明片底部的与燕尾槽相配合的滑动底座，通过滑动底座和燕尾槽的配合将对应的观察窗在载物台上定位，观察窗定位后，通过载物台侧面的螺栓将对应的观察窗固定在载物台上，同时使用耐高温胶粘剂将透明片与滑动底座之间的缝隙、滑动底座与载物台之间的缝隙均填满，多个基于预浸料成型工艺的复合材料从下到上依次铺放至载物台上；

4、监测设备包括摄像头及与摄像头通信的监测终端，监测终端位于固化成型机构的外部，摄像头透过每个观察窗对多个基于预浸料成型工艺的复合材料固化状态进行摄像并将图像数据实时传输给监测终端，监测终端实时接收并保存。

5、优选地，所述固化成型机构为加热装置，通过高温胶将铺放完成的多个基于预浸料成型工艺的复合材料密封在真空袋与观察机构形成的封闭空间中并进行抽真空处理，装配完成的观察机构、多个基于预浸料成型工艺的复合材料及真空袋的组合整体放置在加热装置内的工作台上。

6、优选地，所述观察窗为两个，两个观察窗的滑动底座分别与载物台上的两条燕尾槽配合将对应的观察窗定位在载物台上。

7、优选地，在远离载物台的基于预浸料成型工艺的复合材料的上表面还从下到上依次铺放有隔离膜、硅胶层、透气毡，硅胶层的上沿高于观察窗的上沿。

8、优选地，所述加热装置为热压罐，装配完成的观察机构、多个基于预浸料成型工艺的复合材料及真空袋的组合整体放置在热压罐内的工作台上，所述摄像头为耐高温高压摄像头，耐高温高压摄像头布置在热压罐内，耐高温高压摄像头可透过两个观察窗对多个基于预浸料成型工艺的复合材料固化状态进行摄像；

9、所述监测终端为人机界面，人机界面与耐高温高压摄像头通过有线通信装置进行有线通信，或，所述监测终端为移动终端，所述耐高温高压摄像头通过有线通信装置将图像数据传输至热压罐外部的无线通信装置，无线通信装置与移动终端通信进行无线通信。

10、优选地，所述加热装置为烘箱，装配完成的观察机构、多个基于预浸料成型工艺的复合材料及真空袋的组合整体放置在烘箱内的工作台上，所述摄像头为耐高温高压摄像头，所述耐高温高压摄像头布置在烘箱内，耐高温高压摄像头可透过两个观察窗对多个基于预浸料成型工艺的复合材料固化状态进行摄像；

11、所述监测终端为人机界面，人机界面与耐高温高压摄像头通过有线通信装置进行有线通信，或，所述监测终端为移动终端，所述耐高温高压摄像头通过有线通信装置将图像数据传输至烘箱外部的无线通信装置，无线通信装置与移动终端通信进行无线通信。

12、优选地，所述固化成型机构为模具，铺放完成的多个基于预浸料成型工艺的复合材料置于观察机构与模具形成的空间内。

13、优选地，所述的观察机构的观察窗为一个，观察窗的透明片设置框架。

14、优选地，所述摄像头布置在模具外部靠近观察窗的一侧，摄像头可透过观察窗对多个基于预浸料成型工艺的复合材料固化状态进行摄像，所述监测终端为人机界面或移动终端，人机界面与摄像头通过有线通信装置进行有线通信，所述摄像头上设置有无线通信装置，移动终端与摄像头进行无线通信。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、1、本发明通过观察机构与监测设备的配合在不影响复合材料固化成型工艺及复合材料制件性能的条件下，通过非破坏性方法对基于预浸料成型工艺的复合材料固化过程中树脂流动、纤维压实行为的进行图像、视频记录，此记录对复合材料的成型质量、性能的调控提供依据。

17、2、本发明观察机构的透明片的结构、尺寸及位置可根据复合材料制件的尺寸进行更换以适应不同的复合材料制件。

18、3、本发明摄像头可与无线终端通信，实现了基于预浸料成型工艺的复合材料固化过程的远程监测。

技术特征：

1.一种基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，包括观察机构（1）、监测设备及固化成型机构；

2.如权利要求1所述的基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，所述固化成型机构为加热装置（2），通过高温胶将铺放完成的多个基于预浸料成型工艺的复合材料（7）密封在真空袋（3）与观察机构（1）形成的封闭空间中并进行抽真空处理，装配完成的观察机构（1）、多个基于预浸料成型工艺的复合材料（7）及真空袋（3）的组合整体放置在加热装置（2）内的工作台（6）上。

3.如权利要求2所述的基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，所述观察窗为两个，两个观察窗的滑动底座（13）分别与载物台（11）上的两条燕尾槽（12）配合将对应的观察窗定位在载物台（11）上。

4.如权利要求3所述的基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，在远离载物台（11）的基于预浸料成型工艺的复合材料（7）的上表面还从下到上依次铺放有隔离膜、硅胶层、透气毡，硅胶层的上沿高于观察窗的上沿。

5.如权利要求4所述的基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，所述加热装置（2）为热压罐，装配完成的观察机构（1）、多个基于预浸料成型工艺的复合材料（7）及真空袋（3）的组合整体放置在热压罐内的工作台（6）上，所述摄像头（4）为耐高温高压摄像头（41），耐高温高压摄像头（41）布置在热压罐内，耐高温高压摄像头（41）可透过两个观察窗对多个基于预浸料成型工艺的复合材料（7）固化状态进行摄像；

6.如权利要求4所述的基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，所述加热装置为烘箱，装配完成的观察机构（1）、多个基于预浸料成型工艺的复合材料（7）及真空袋（3）的组合整体放置在烘箱内的工作台上，所述摄像头（4）为耐高温高压摄像头（41），所述耐高温高压摄像头（41）布置在烘箱内，耐高温高压摄像头（41）可透过两个观察窗对多个基于预浸料成型工艺的复合材料（7）固化状态进行摄像；

7.如权利要求1所述的基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，所述固化成型机构为模具（8），铺放完成的多个基于预浸料成型工艺的复合材料（7）置于观察机构（1）与模具（8）形成的空间内。

8.如权利要求7所述的基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，所述的观察机构（1）的观察窗为一个，观察窗的透明片（14）设置框架（15）。

9.如权利要求8所述的基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，其特征在于，所述摄像头（4）布置在模具（8）外部靠近观察窗的一侧，摄像头（4）可透过观察窗对多个基于预浸料成型工艺的复合材料（7）固化状态进行摄像，所述监测终端（5）为人机界面或移动终端，人机界面与摄像头通过有线通信装置进行有线通信，所述摄像头（4）上设置有无线通信装置，移动终端与摄像头（4）进行无线通信。

技术总结
本发明提供一种基于预浸料成型工艺的复合材料的固化监测系统，包括观察机构、监测设备及固化成型机构；观察机构包括载物台和多个观察窗，载物台上设计有相互垂直的两条燕尾槽，每个观察窗包括透明片及设置在对应的透明片底部的与燕尾槽相配合的滑动底座，基于预浸料成型工艺的复合材料铺放至载物台上；监测设备包括摄像头及与摄像头通信的监测终端，摄像头透过每个观察窗对复合材料固化状态进行摄像并将图像数据实时传输给监测终端。本发明通过观察机构与监测设备的配合在不影响复合材料固化成型工艺及复合材料制件性能的条件下，通过非破坏性方法对基于预浸料成型工艺的复合材料固化过程中树脂流动、纤维压实行为等进行图像、视频记录。

技术研发人员：湛利华,姚舜铭,马博林,周钰杰,于瑞桐
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17